【大纲创新设计】高考化学一轮复习 第三节 有机合成

1.烃烃和和烃烃的衍生物的的衍生物的综综合合应应用。用。2了解有机合成的一般方法。了解有机合成的一般方法。第三节第三节 有机合成有机合成1有机合成的过程有机合成的过程(1)有有机机合合成成是是指指利利用用 、的的原原料料，通通过过有有机机反反应应，生生成成具具有有 和和 的有机物的过程。的有机物的过程。(2)有机合成遵循的原则有：有机合成遵循的原则有：起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染；起始原料要价廉、易得、低毒性、低污染；合成路线简捷，易于分离，产率合成路线简捷，易于分离，产率 ；条件适宜，操作条件适宜，操作 ，能耗低，易于实现。，能耗低，易于实现。简单简单易得易得特定结构特定结构功能功能较高较高简便简便(3)有机合成的任有机合成的任务务包括目包括目标标化合物化合物 的构建和的构建和 的的转转化。化。(4)有有机机合合成成的的过过程程是是利利用用简简单单的的试试剂剂作作为为基基础础原原料料，通通过过有有机机反反应应连连上上官官能能团团或或一一段段碳碳链链，得得到到一一个个中中间间体体；在在此此基基础础上上利利用用中中间间体体上上的的官官能能团团，加加上上辅辅助助原原料料，进进行行第第二二步步反反应应，合合成成第第二二个个中中间间体体经经过过多多步步反反应应，按按照照目目标标化化合合物物的的要要求求，合成具有一定碳原子数目、一定合成具有一定碳原子数目、一定结结构的目构的目标标化合物。其合成化合物。其合成过过程示意程示意图图如下：如下：分子骨架分子骨架官能团官能团2有机合成的方法有机合成的方法正逆合成分析法正逆合成分析法(1)有机合成的方法包括有机合成的方法包括 分析法和分析法和 分析法等。分析法等。(2)正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的正向合成分析法是从已知的原料入手，找出合成所需要的直接或间接的 ，逐步推向合成的目标有机物，其合成示意图是：，逐步推向合成的目标有机物，其合成示意图是：(3)逆逆向向合合成成分分析析法法是是在在设设计计复复杂杂化化合合物物的的合合成成路路线线时时常常用用的的方方法法。它它是是将将目目标标化化合合物物倒倒退退一一步步寻寻找找上上一一步步反反应应的的 ，该该中中间间体体同同辅辅助助原原料料反反应应可可以以得得到到目目标标化化合合物物，而而这这个个中中间间体体，又又可可以以由由上上一一步步的的中中间间体体得得到到，依依次次类类推推，最最后后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线确定最适宜的基础原料和最终的合成路线(如下图所示如下图所示)：正向合成正向合成逆向合成逆向合成 中间体中间体中间体中间体有机合成有机合成题题的解的解题题思路是什么？思路是什么？提示：提示：有机合成题的解题思路是：有机合成题的解题思路是：(1)(1)首首先先要要正正确确判判断断要要合合成成的的有有机机物物的的类类别别，它它含含有有哪哪几几种种官官能能团团，与与哪哪些些知知识和信息有关；识和信息有关；(2)(2)其其次次是是根根据据现现有有的的原原料料、信信息息和和有有关关反反应应规规律律，尽尽可可能能合合理理地地把把目目标标化化合合物物分分成成若若干干片片断断，或或寻寻找找官官能能团团的的引引入入、转转换换、保保护护方方法法，或或设设法法将将各各片片断拼接衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；断拼接衍变，尽快找出合成目标化合物的关键；(3)最最后后将将正正向向推推导导和和逆逆向向推推导导得得出出的的若若干干个个合合成成路路线线加加以以综综合合比比较较，选选择择出出最最佳佳的合成方案。的合成方案。其解其解题题思路可思路可简简要列如下表：要列如下表：1取代反应取代反应(1)取取代代反反应应指指的的是是有有机机物物分分子子中中的的某某些些原原子子或或原原子子团团被被其其他他原原子子或或原原子子团团所所代替的反应。代替的反应。(2)烃烃的的卤卤代代、芳芳香香烃烃的的硝硝化化或或磺磺化化、卤卤代代烃烃的的水水解解、醇醇分分子子间间的的脱脱水水反反应应、醇醇与与氢氢卤卤酸酸的的反反应应、酚酚的的卤卤代代、酯酯化化反反应应、酯酯的的水水解解和和醇醇解解以以及及蛋蛋白白质质的的水水解等都属于取代反应。解等都属于取代反应。(3)在在有有机机合合成成中中，利利用用卤卤代代烷烷的的取取代代反反应应，将将卤卤原原子子转转化化为为羟羟基基、氨氨基基等等官官能团，从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。能团，从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。2加成反应加成反应(1)加加成成反反应应指指的的是是有有机机物物分分子子中中的的不不饱饱和和碳碳原原子子与与其其他他原原子子或或原原子子团团相相互互结结合合生成新化合物的反应。生成新化合物的反应。(2)能能与与分分子子中中含含碳碳碳碳双双键键、碳碳碳碳叁叁键键等等有有机机物物发发生生加加成成反反应应的的试试剂剂有有氢氢气气、卤卤素单质、氢卤酸、水等。素单质、氢卤酸、水等。此此外外，苯苯环环的的加加氢氢，醛醛、酮酮与与H2、X2、HX、HCN、NH3等等的的加加成成，也也是是必必须须掌握的重要的加成反应。掌握的重要的加成反应。(3)加加成成反反应应过过程程中中原原来来有有机机物物的的碳碳骨骨架架结结构构并并未未改改变变，这这一一点点对对推推测测有有机机物物的的结结构构很重要。很重要。(4)利用加成反利用加成反应应可以增可以增长长碳碳链链，也可以，也可以转换转换官能官能团团，在有机合成中有广泛的，在有机合成中有广泛的应应用。用。3消去反应消去反应(1)消消去去反反应应指指的的是是在在一一定定条条件件下下，有有机机物物脱脱去去小小分分子子物物质质(如如H2O、HX等等)生生成成分分子子中含双中含双键键或或叁键叁键的不的不饱饱和有机物的反和有机物的反应应。(2)醇分子内脱水、醇分子内脱水、卤卤代代烃烃分子内脱分子内脱卤卤化化氢氢是中学是中学阶阶段必段必须须掌握的消去反掌握的消去反应应。醇分子内脱水：醇分子内脱水：卤代烃脱卤化氢：卤代烃脱卤化氢：(主主)(3)卤代烃发生消去反应时，主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子卤代烃发生消去反应时，主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子上的氢一起结合生成卤化氢脱去。如果相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消上的氢一起结合生成卤化氢脱去。如果相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如去反应。如 发生消去反应时主要生成发生消去反应时主要生成 也也有有少少量量的的(CH3)2CHCH=CH2生生成成，而而CH3X和和(CH3)3CCH2X却却不不能能发发生生消去反消去反应应。(4)醇醇类类发发生生消消去去反反应应的的规规律律与与卤卤代代烃烃的的消消去去规规律律相相似似，但但反反应应条条件件不不同同，醇醇类类发发生生消消去去反反应应的的条条件件是是浓浓硫硫酸酸、加加热热，而而卤卤代代烃烃发发生生消消去去反反应应的的条条件件是是浓浓NaOH、醇醇、加加热热(或或NaOH的醇溶液，的醇溶液，)，要注意区分。，要注意区分。(5)在在有有机机合合成成中中，利利用用醇醇或或卤卤代代烷烷的的消消去去反反应应可可以以在在碳碳链链上上引引入入双双键键、叁叁键键等等不不饱饱和和键键。4.有机化学中的氧化反应和还原反应有机化学中的氧化反应和还原反应(1)有有机机化化学学中中，通通常常将将有有机机物物分分子子中中加加入入氧氧原原子子或或脱脱去去氢氢原原子子的的反反应应称称为为氧氧化化反反应应，而将有机物分子中加入，而将有机物分子中加入氢氢原子或脱去氧原子的反原子或脱去氧原子的反应应称称为还为还原反原反应应。(2)在在氧氧化化反反应应中中，常常用用的的氧氧化化剂剂有有O2、酸酸性性KMnO4溶溶液液、O3、银银氨氨溶溶液液和和新新制制的的Cu(OH)2悬浊悬浊液等；在液等；在还还原反原反应应中，常用的中，常用的还还原原剂剂有有H2、LiAlH4和和NaBH4等。等。(3)有有机机物物的的燃燃烧烧、有有机机物物被被空空气气氧氧化化、有有机机物物被被酸酸性性KMnO4溶溶液液氧氧化化、醛醛基基被被银银氨氨溶溶液液和和新新制制的的Cu(OH)2悬悬浊浊液液氧氧化化、烯烯烃烃被被臭臭氧氧氧氧化化等等都都属属于于氧氧化化反反应应；而而不不饱饱和和烃烃的的加加氢氢、硝硝基基还还原原为为氨氨基基、醛醛基基或或酮酮基基的的加加氢氢、苯苯环环的的加加氢氢等等都都属属于于还还原反原反应应。(4)利用氧化反利用氧化反应应或或还还原反原反应应，可以，可以转变转变有机物的官能有机物的官能团团，实现实现醇、醇、醛醛、羧羧酸等酸等物物质间质间的相互的相互转转化。如：化。如：5加聚反应加聚反应(1)相相对对分分子子质质量量小小的的化化合合物物(也也叫叫单单体体)通通过过加加成成反反应应互互相相聚聚合合成成为为高高分分子子化化合合物的反物的反应应叫做加聚反叫做加聚反应应。(2)加聚反加聚反应应的特点是：的特点是：链链节节(也也叫叫结结构构单单元元)的的相相对对分分子子质质量量与与单单体体的的相相对对分分子子质质量量(或或相相对对分分子子质质量量和和)相等。相等。产产物中物中仅仅有高聚物，无其他小分子生成，但生成的高聚物由于有高聚物，无其他小分子生成，但生成的高聚物由于n值值不同，是混合不同，是混合 物物(注意！注意！)。实质实质上是通上是通过过加成反加成反应应得到高聚物。得到高聚物。(3)加加聚聚反反应应的的单单体体通通常常是是含含有有 键键或或CC键键的的化化合合物物。可可利利用用“单单双双键键互互换换法法”巧断加聚巧断加聚产产物的物的单单体。体。常常见见的的单单体体主主要要有有：乙乙烯烯、丙丙烯烯、氯氯乙乙烯烯、苯苯乙乙烯烯、丙丙烯烯腈腈()、1,3丁二丁二烯烯、异戊二、异戊二烯烯和甲基丙和甲基丙烯烯酸甲酸甲酯酯()等。等。6缩聚反应缩聚反应(1)单单体体间间的的相相互互反反应应生生成成高高分分子子，同同时时还还生生成成小小分分子子(如如H2O、HX等等)的的反反应应叫做缩聚反应。叫做缩聚反应。(2)缩缩聚聚反反应应与与加加聚聚反反应应相相比比较较，其其主主要要的的不不同同之之处处是是缩缩聚聚反反应应中中除除生生成成高高聚聚物物外外同同时时还还有有小小分分子子生生成成，因因而而缩缩聚聚反反应应所所得得高高聚聚物物的的结结构构单单元元的的相相对对分分子子质质量量比反应的单体的相对分子质量小。比反应的单体的相对分子质量小。7显色反应显色反应(1)某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应。某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应。(2)苯苯酚酚遇遇FeCl3溶溶液液显显紫紫色色，淀淀粉粉遇遇碘碘单单质质显显蓝蓝色色，某某些些蛋蛋白白质质遇遇浓浓硝硝酸酸显显黄黄色色等等都属于有机物的都属于有机物的显显色反色反应应。苯酚遇苯酚遇FeCl3溶液溶液显显紫色。紫色。淀粉遇碘淀粉遇碘单质显蓝单质显蓝色。色。这这是一个特征反是一个特征反应应，常用于淀粉与碘，常用于淀粉与碘单质单质的相互的相互检验检验。某些蛋白某些蛋白质质遇遇浓浓硝酸硝酸显显黄色。黄色。含含有有苯苯环环的的蛋蛋白白质质遇遇浓浓硝硝酸酸显显黄黄色色。这这是是由由于于蛋蛋白白质质变变性性而而引引起起的的特特征征颜颜色色反反应应，通常用于蛋白通常用于蛋白质质的的检验检验。(常用于苯酚或酚类物质的鉴别常用于苯酚或酚类物质的鉴别)【例【例1】以以乙醇乙醇为为原料，用下述原料，用下述6种种类类型的反型的反应应：氧氧化化，消消去去，加加成成，酯酯化化，水水解解，加加聚聚，来来合合成成乙乙二二酸酸乙乙二二酯酯()的正确的正确顺顺序是序是()A B C D解析：解析：其合成路线可表示如下：其合成路线可表示如下：答案：答案：C对有机反应的学习应注意以下几点：对有机反应的学习应注意以下几点：(1)理解并掌握各类有机化学反应的反应机理理解并掌握各类有机化学反应的反应机理(2)正确标示有机反应发生的条件正确标示有机反应发生的条件有机反应必须在一定条件下才能发生有机反应必须在一定条件下才能发生反应条件不同，反应类型和反应产物也有可能不同反应条件不同，反应